435. La lumière et le boson de Higgs.

La découverte d’une particule correspondant au boson de Higgs le 4 juillet 2012 remet sur le devant de la scène la physique quantique et la lumière. On avait déjà un autre boson, Mathusalem ³⁵⁰, mais cette particule a la particularité par sa haute énergie d’agglomérer, en son sein, différentes particules plus petites et pourquoi pas un photon comme Mathusalem. La grande découverte d’Einstein est que la lumière est constituée de quantas (das Lichtquant) indivisibles. Il en fait l’hypothèse à partir du problème du rayonnement thermique qui pose qu’il y a trop d’énergie stockée dans les ondes les plus courtes ^SusPC_399. Remettons les particules (ondes/corpuscules) dans un ordre standard. Admettons que cet ordre comprenne quatre interactions ou types de forces : l’interaction gravitationnelle, l’interaction électromagnétique pour laquelle on retrouve nos bosons, l’interaction forte du noyau des atomes et l’interaction faible de la radioactivité bêta comme celle qui fait briller le soleil. Il y a donc autant de types de particules puisque pour chaque interaction, il y a un messager différent : graviton, photon « virtuel », gluon, pion. Les gravitons de la force de gravitation n’ont aucune importance dans ce modèle standard ^SusPC qui s’intéresse plus aux particules comme composés de forces qu’aux particules comme messagers des forces (ceci est une indication pour une physique post-quantique ou post-planckienne). Mais on peut répartir les particules en deux groupes les fermions et les bosons. Chaque groupe relève d’une statistique de distribution des niveaux d’énergie propre : celle à spin demi-entier de Fermi-Dirac (1920) pour les premiers ou à celle à spin entier de Bose-Einstein pour les seconds. Tout simplement les particules de la seconde statistique peuvent s’ajouter pour donner une particule plus grande alors que les fermions ne le peuvent pas. Si le noyau d’un atome est constitué de protons et de neutrons et ceux-là mêmes de quarks, alors les protons, les neutrons, les quarks et les électrons, qui oscillent autour d’eux, constituent ce que l’on nomme classiquement la « matière ». Ce sont des fermions qui s’excluent les uns les autres, en ce qui concerne les électrons, selon le principe d’exclusion de Pauli. Aux fermions s’ajoutent les bosons. Les bosons n’appartiennent pas à l’aire de la matière classique mais à l’ère de la lumière, quantique. Le boson de Higgs se trouve être, via le CERN, le petit frère d’internet — réseau qui fait circuler l’information à la vitesse de la force électromagnétique, celle du photon « virtuel ». Il n’est pas sûr, en effet, que sa découverte soit possible sans les technologies issues de l’internet et la mise en réseau de chercheurs et de calculateurs. On parle du boson de Higgs comme de la découverte du xix^e siècle mais il faut savoir que nous recevons sans cesse des bosons, car la lumière est faite de photons qui sont l’exemple le plus courant de bosons. Les bosons sont quantiques quand les premiers fermions au sein de la « matière » atomique étaient déjà classiques. Il faudrait avec nos moyens rudimentaires actuels des accélérateurs à particules grands comme une galaxie, pour trouver les particules dont l’hypothèse a été faite à partir des théories de l’anti-matière, de la matière noire et de la supersymétrie où chaque particule sus-citée aurait son double énergétique. Comme « la Nature est généreuse » et a bon dos, cela est plausible, même le fait que l’homme manque d’imagination comme l’a prouvé Démocrite, qui se posait comme Spinoza des problèmes de digestion, c’est-à-dire de composition de corps à partir d’un autre. À présent se sont les particules qui s’associent entre elles, particularités des bosons dont la limite minimale d’observation quantique est donnée par la constante k de Planck. Un pas sera donc franchi quand l’on dépassera cette limite de l’ère quantique que constitue la vitesse de la lumière : elle n’est pas seulement vitesse-limite des photons mais aussi des neutrinos dont un milliard traverse chaque centimètre carré de notre peau.